Тепловой и гидравлический расчеты рекуперативного теплообменного аппарата

Основные обозначения…………………………………………………….

3

Введение.......................................................................................................

5

1. Задача расчета ТОА……………... .........................................................

6

2. Методика теплового и гидравлического расчетов

    кожухотрубчатого  ТОА….......................................................................

7

Библиографический список ……………………….……………………...

16

–

порядковый номер шестиугольника компоновки трубного пучка;

–

коэффициент теплопередачи, Вт/(м^2.К);

–

температура, ^оС;

–

коэффициент теплопроводности, Вт/(м^.К);

–

коэффициент кинематической вязкости, м²/с;

–

плотность, кг/м³;

–

изобарная теплоемкость, Дж/(кг^.К);

–

тепловой поток, Вт;

–

массовый расход, кг/с;

–

температурный напор, ^оС;

–

площадь теплообменной  поверхности, м²;

–

скорость, м/с;

–

количество труб в  трубном пучке, шт;

–

толщина, м;

–

коэффициент теплоотдачи, Вт/(м^2.К);

–

диаметр, м;

–

термическое сопротивление, (м^2.К)/Вт;

–

шаг труб в трубном  пучке, м;

–

наружный диаметр трубного пучка, м;

–

длина труб, м;

–

число ходов теплоносителя;

–

шаг установки диафрагм, м;

–

высота проходного сечения  в диафрагме, м;

–

площадь проходного сечения, м²;

–

гидравлическое сопротивление, Па;

–

коэффициент местного сопротивления;

–

коэффициент сопротивления  по длине трубопровода

1

–

относится к внутритрубной  полости;

2

–

относится к межтрубной полости;

С

–

стенка;

П

–

патрубок;

ТП

–

трубный пучок;

ТД

–

трубная доска;

ТР

–

труба;

ПОВ

–

поворот;

^/

–

вход;

^//

–

выход;

–

(черта над буквой) – знак осреднения.

№

п/п

П а р а м е  т р

Обоз-наче-ния

Единицы

измере-ния

Численное

значе-

ние

1.

Температура теплоносителя  на входе 

в внутритрубную полость

^оС

18

2.

Температура теплоносителя  на выходе из внутритрубной полости

^оС

20

3.

Температура теплоносителя  на входе 

в межтрубную полость

^оС

96

4.

Температура теплоносителя  на выходе из межтрубной полости

^оС

89

5.

Массовый расход теплоносителя 

межтрубной полости

кг/с

15,3

6.

Вид теплоносителя внутритрубной 

полости

-

-

МВ

7.

Вид теплоносителя межтрубной полости

-

-

Трансф. масло

8.

Материал труб трубного пучка

-

-

Ti

9.

Внутренний и наружный диаметры труб трубного пучка

мм

мм

10

14

10.

Схема тока теплоносителей

-

-

№ 3

№

п/п

Определяемая

величина

Обозначение

Единицы

измерения

Источник

или

формула

Результаты

расчета

номер

итерации

1

2

1

2

3

4

5

6

7

Т е  п л о в о й    р  а с ч е т

1.

Средняя температура теплоносителя 1

°С

19

2.

Теплофизические свойства теплоносителя 1:

Выбираются по

приложению А

в зависимости

от

• теплопроводность

Вт/м∙К

0,563

• вязкость

м²/с

1,02*10^-6

• плотность

кг/м³

1015,3

• теплоемкость

Дж/(кг∙К)

3977

• число Прандтля

–

7,3

3.

Средняя температура теплоносителя 2

°С

92.5

4.

Теплофизические свойства теплоносителя 2:

Выбираются по

приложению А

в зависимости

от 

• теплопроводность

Вт/м∙К

0,1047

• вязкость

м²/с

3,03^.10^-6

• плотность

кг/м³

837,8

• теплоемкость

Дж/(кг∙К)

2085

• число Прандтля

–

50,5

1

2

3

4

5

6

7

5.

Передаваемый тепловой поток

Вт

2,23*10⁵

6.

Расход теплоносителя

кг/с

28,036

7.

Большая разность температур теплоносителей

Δt_Б

^оС

Определяется по значениям

(см. поясняющий рис.2.3)

       76

8.

Меньшая разность температур теплоносителей

Δt_М

°С

– || –

71

9.

Среднелогарифмический температурный напор

(при противотоке)

°С

73,53

10.

Вспомогательные

параметры

Р

r

^–

^–

0,026

3,5

11.

Поправочный коэффициент, учитывающий схему тока

^–

Определяется по приложению Б в зависимости от схемы тока и параметров

Р и r.

1,0

12.

Средний температурный напор

°С

73,53

13.

Коэффициент динамической  вязкости

Па^. с

1,036 ^. 10^-3

14.

Максимальная и минимальная  скорости теплоносителя внутри трубы                                              

м/с

м/с

Задается в соответствии с данными  приложения Г и рекомендациями раздела 3

2,2

1,2

1

2

3

4

5

6

7

15.

Количество труб

в пучке одного хода

теплоносителя 1

шт.

шт.

принимаем

принимаем

Значения  и округляются до ближайшего  целого числа.

440

440

586

586

16.

Общее количество труб в трубном пучке

шт.

шт.

принимаем z₁ = 1 

440

586

17.

Порядковый номер шестиугольника компоновки

трубного пучка

а_max

a_min

a

–

–

–

a_max=

a_min=

Принимается большее a_min ближайшее целое число

13,473

11,6

12

18.

Уточненное максимально  возможное количество труб n* 

в  трубном пучке

n*_ш

n*

шт.

шт.

n*_ш = 3а∙(а + 1) + 1

n* = β∙n*_ш  ,

где  β = 1 при а

β =1,11...1,16 при а>6

469

530

1

2

3

4

5

6

7

19.

Количество  труб

в трубном пучке

n

шт.

В качестве n принимается ближайшее целое число, равное или меньшее n*, но кратное а

528

20.

Уточненное количество труб в пучке одного хода теплоносителя 1

n₁

шт.

n₁ =

264

21.

Уточненная скорость теплоносителя 1 внутри труб

ω₁

м/с

ω₁ =

1,332

22.

Число Рейнольдса

Re₁

–

13060

23.

Приблизительное значение коэффициента теплопередачи

К*

Вт

м²К

Задается приблизительно. Можно 

использовать

приложение Е

642

24.

Площадь теплопередающей  поверхности

F

м²

4,72

25.

Длина труб между трубными досками

L

м

0,285

26.

Число Нуссельта

Nu₁

–

По приложению Д

для соответствующего режима течения

96,873

27.

Средний коэффициент теплоотдачи

в трубах

 Вт

м²К

5453,95

28.

Температура внутренней поверхности трубы

°C

27,65

29.

Толщина стенки трубы

δ_C

м

δ_C = 0,5(d₂ – d₁)

0,001